铁路站场装车系统的自动化改造

[摘 要]该文介绍了铁路站场装车系统自动化的改造方案，替代人工开启皮带输送机、给煤机、装车铁牛等设备，实现了装车的自动化和连续性，具有较高的推广和实用价值。

[摘 要]铁路站场装车系统的自动化改造

中图分类号：TD634 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0329-01

以往的铁路站场装车系统装车作业最少需7人同时进行配合进行，对装车人员业务素质要求较高，为迎合企业轻装快步发展，自动控制替代人工以成为趋势。

一、主要内容

1、概况

随着铁路对超时费改革，即将原超时费改为车辆使用计时费，对煤矿装车效率要求提高。其次，煤炭大环境萧条，节能降耗、降低运行成本、减员增效也成为管理者创新的突破口。因此，随着控制技术的进步，利用变频技术解决装车线根据需要变换移动速度、利用计算机技术、通讯技术、新型传感器技术实现自动装车，达到提高装车效率、减员增效、节能降耗的目的。

目前翟镇矿有两条铁牛装车线，装车线动力采用一台55Kw、8极电机完成驱动，装车过程依靠人工控制装车，存在以下问题：

1）装车速度不能调整，即空车、重车一个速度，影响装车效率。

2）块煤、末煤、湿煤、干煤比重差异，一辆车反复填补。

3）装车人员必须精力集中，稍有疏忽，既可能造成装车事故。

4）操作麻烦、统计困难、数据不能共享。

5）装车人员过多，造成人力资源浪费。

2、技术改造

1）动力改造

利用变频技术控制装车线移动速度，即通过改变牵引电动机频率调节装车线移动速度。

利用变频器制动单元对装车线实现制动。

利用变频器实现装车线软启动和软停止。

改造方案：（图1）

控制系统向变频器提供铁牛移动速度，变频器通过改变变频电机频率，控制电机转速，实现控制铁牛移动速度。

变频电机能够适应5HZ频率到100HZ频率的转速变化，能实现车辆从0.1米/秒到0.96米/秒速度变化。

风冷系统实现对电机低频工作时，保证电机冷却，防止因电机过热造成烧损。

制动系统由铝热电阻组成，当车辆移动需要停止时，通过变频器将变频电机转为发电机，通过铝热电阻消耗系统能量，达到软制动的目的。

2）装车系统改造

加装位置和检测传感器，实现自动装车。

位置传感器检测车辆位置，给出料斗启动和翻转信号。

检测传感器检测实时装车高度，根据计算模型给出车辆移动速度。

改造方案：（图2）

A装车位置

①传感器

光幕2组

H1 启动运输带、料斗传感器

H2 料斗翻板反转传感器

激光测距传感器

JS4-Z 测量车辆底部到传感器距离

JS4-C 测量车辆侧面底部到传感器距离

②料斗翻板拉绳编码器

控制料斗反转角度，调节最终装煤量。

行程开关1、2控制料斗两个极限位。

③数据采集转换模块

将光幕、行程开关、编码器采集信息转换后发送到工控机，执行工控机的命令。

B控制中心

控制中心与工控机、轨道衡通讯模块、变频器通讯模块等组成。

轨道衡通讯模块实施提供的车辆装载信息，车辆自重、实际装载量。

变频器通讯模块提供变频电机转速和工控机根据装载量实际需要的电机转速。

3）、平车系统改造

根据铁路装车要求，车辆装载完成后顶面必须平整。因此，车辆装载完成后应当平车。

平车系统地面传感器主要由光幕H3 H4，编码器、行程开关组成。

H3：平车器下降传感器

H4：平车器上升传感器

编码器：控制平车器下降高度传感器

行程开关：平车器上升停止极限位传感器

控制过程

当车辆触到H3，平车器下降。当车辆触到H4平车器上升，平车器触到行程开关停止上升。对所有车辆重复此过程。

3、创新点

1）在铁牛装车线首次利用变频技术，实现车辆移动速度可控

变频技术在目前工业控制技术中已得到比较普遍的应用。但铁牛装车线由于变频功率大，变频范围宽，制动力大等特点，应用变频技术的确存在较大的困难。

为了保证变频器工作的可靠性，采用了美国PARKER品牌的变频器，且用75KW的变频器拖动45KW的变频电机，充分保证变频器过载性能。

采用5-100HZ，功率45KW变频电机，在保证铁牛动力的情况下，实现车辆移动速度从0.1米/秒到0.96米/秒变化，为自动装车提供了速度保证。

2）首次在铁牛装车线实现自动装车、自动平车

以往快速装车系统，都是经过定量斗预装，然后在实现装车，它保证不了装车的平整性、不能实现自动平车。

a本次开发的自动装车系统，与过去自动装车系统相比，具有以下特点：

b无需预装，特别适合与既有铁牛装车线实现自动装车的改造。

c通过轨道衡数据，车辆装载容积、自动算煤炭比容，且实现实时校正，保证装车顶面基本平整。

d自动记录车辆自重、装载实际重量，可按要求实现装在精度。

e实现历史数据共享和查询。为结算提供历史依据。

f自动平车系统，能根据车辆装载量自动计算平车高度，实现自动平车。

二、经济或社会效益

1、节约了装车时间，降低了车辆占用费，降低了能耗。自动装车系统，实现了一次装车成功，避免了过去反复装车的过程，缩短了装车时间，车辆占用时间、降低了能耗。

2、减少了装车线工作人员原装车线为了顺利装车，每次需要7个人员配合，自动装车系统仅需要2个人即可完成。每年节约人工费约30万元。

3、实现了数据共享与存储，为经济纠纷提供历史依据。由于数据共享，为统计分析带来很大的方便。